RU2295793C2 - Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport - Google Patents
Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295793C2 RU2295793C2 RU2005114316/09A RU2005114316A RU2295793C2 RU 2295793 C2 RU2295793 C2 RU 2295793C2 RU 2005114316/09 A RU2005114316/09 A RU 2005114316/09A RU 2005114316 A RU2005114316 A RU 2005114316A RU 2295793 C2 RU2295793 C2 RU 2295793C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- secondary winding
- winding
- phases
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторных агрегатах с регулированием напряжения, предназначенных для электрифицированных железных дорог переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to transformer building, and can find application in transformer units with voltage regulation, designed for electrified AC railways.
Известен трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в звезду, и вторичную обмотку, соединенную в треугольник, каждая из двух вершин которого подключена к одной из двух, изолированных между собой, секций контактной сети, а третья - к тяговому рельсу [Л.1].Known transformer unit with voltage regulation for electrified railways of alternating current, containing a three-phase traction transformer having a primary winding connected to a star, and a secondary winding connected to a triangle, each of the two vertices of which is connected to one of two sections, isolated from each other, contact network, and the third - to the traction rail [L.1].
Описанный в [Л.1] трансформаторный агрегат не обеспечивает раздельного и необходимого для каждой секции контактной сети регулирования напряжения электрифицированных железных дорог переменного тока и характеризуется неравномерной нагрузкой трех фаз первичной обмотки, подключенной к трехфазной системе питающей сети и зависимой от неравномерной нагрузки трех фаз вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора даже при симметричной нагрузке от электровозов в двух секциях контактной сети, подключенной к двум вершинам треугольника, образованного тремя фазами вторичной обмотки. В результате этого всегда имеет место несимметричный режим работы трехфазного тягового трансформатора и, соответственно, несимметричная неравномерная нагрузка трехфазной питающей энергосистемы, требования которой по симмметрированию нагрузки жестко определены нормативными документами, в частности ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения, общего назначения.The transformer unit described in [L.1] does not provide separate and necessary for each section of the contact network voltage regulation of AC electrified railways and is characterized by an uneven load of the three phases of the primary winding connected to a three-phase supply system and dependent on the uneven load of the three phases of the secondary winding three-phase traction transformer even with a symmetrical load from electric locomotives in two sections of the contact network connected to two vertices of a triangular and formed by the three phases of the secondary winding. As a result of this, there is always an asymmetric operating mode of a three-phase traction transformer and, accordingly, an asymmetric uneven load of a three-phase power supply system, the requirements of which for load balancing are strictly defined by regulatory documents, in particular GOST 13109-97. Electric Energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Quality standards for electric energy in power supply systems, general purpose.
Известен также трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в треугольник, и вторичную обмотку, соединенную в звезду, начала обмоток двух фаз вторичной обмотки подключены к контактной сети, а начало третьей фазы - к тяговому рельсу [Л.2].A transformer assembly for electrified AC railways is also known, comprising a three-phase traction transformer having a primary winding connected in a triangle and a secondary winding connected in a star, the beginning of the windings of two phases of the secondary winding are connected to the contact network, and the beginning of the third phase to the traction rail [L.2].
Описанный в [Л.2] трансформаторный агрегат, также, как и трансформаторный агрегат по [Л.1] не обеспечивает необходимые требования раздельного по секциям контактной сети регулирования напряжения электрифицированных железных дорог переменного тока и также, как и трансформаторный агрегат по [Л.1] характеризуется неравномерной нагрузкой трехфазной системы, образованной первичной и вторичной обмотками трехфазного тягового трансформатора, а следовательно, несимметричной неравномерной нагрузкой трехфазной питающей энергосистемы. Фаза «b» трехфазного тягового трансформатора менее загружена, чем две другие фазы, так как она обоими концами присоединена к секциям контактной сети и не работает на нагрузку.The transformer unit described in [L.2], as well as the transformer unit according to [L.1], does not provide the necessary requirements for the voltage regulation of AC electrified railways separated by sections of the contact network, as well as the transformer unit according to [L.1 ] is characterized by the uneven load of the three-phase system formed by the primary and secondary windings of the three-phase traction transformer, and therefore, the asymmetric uneven load of the three-phase power supply system. Phase "b" of the three-phase traction transformer is less loaded than the other two phases, since it is connected to the sections of the contact network at both ends and does not work on the load.
Изобретением решается задача создания трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог, характеризующегося возможностью одинакового или раздельного в каждой из двух секций контактной сети регулирования напряжения, позволяющего за счет повышения напряжения в контактной сети при неизменной, потребляемой электровозами, мощности снизить токи и потери электрической энергии в контактной сети и улучшить симметрирование фазных токов питающей сети.The invention solves the problem of creating a transformer unit with voltage regulation for electrified railways, characterized by the possibility of equal or separate voltage regulation in each of the two sections of the contact network, which allows to reduce currents and losses of electric energy by increasing the voltage in the contact network with the same power consumed by electric locomotives in the contact network and improve the balancing of the phase currents of the supply network.
Для решения поставленной задачи в трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, концы обмоток двух фаз которой соединены между собой, образуя общую точку, а начала предназначены для подключения к контактной сети, предложено согласно настоящему изобретению ввести два вольтодобавочных трансформатора, конец вторичной обмотки каждого из которых подключен к началу обмотки соответствующей фазы вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора, а начало вторичной обмотки каждого вольтодобавочного трансформатора подключено к одной из двух секций контактной сети, при этом общая точка соединения концов обмоток двух фаз вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора подключена к тяговому рельсу; а вторичную обмотку каждого из вольтодобавочных трансформаторов снабдить, по крайней мере, одним устройством регулирования напряжения.To solve the problem in a transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways, containing a three-phase traction transformer having a primary winding and a secondary winding, the ends of the windings of two phases of which are connected to each other, forming a common point, and the beginning is intended to be connected to a contact network , it is proposed according to the present invention to introduce two booster transformers, the end of the secondary winding of each of which is connected to the beginning of the winding, respectively the phase of the secondary winding of the three-phase traction transformer, and the beginning of the secondary winding of each booster transformer is connected to one of the two sections of the contact network, while the common point of connection of the ends of the windings of the two phases of the secondary winding of the three-phase traction transformer is connected to the traction rail; and the secondary winding of each of the boost boost transformers should be equipped with at least one voltage regulation device.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг.1 - электрическая принципиальная схема заявляемого трансформаторного агрегата с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока; на фиг.2 - зависимость величин токов фаз питающей сети заявляемого трансформаторного агрегата: фиг.2а - при несимметричной нагрузке (слева и справа), фиг.2б - при симметричной нагрузке; на фиг.3 - зависимость величин токов фаз питающей сети известного в соответствии с [Л.1] трансформаторного агрегата: фиг.3а - при несимметричной нагрузке (слева и справа), фиг.3б - при симметричной нагрузке.The invention is illustrated by drawings, on which: FIG. 1 is an electrical schematic diagram of the inventive transformer unit with voltage regulation for electrified AC railways; figure 2 - dependence of the magnitude of the currents of the phases of the supply network of the inventive transformer unit: figa - with an asymmetric load (left and right), figb - with a symmetrical load; figure 3 - dependence of the magnitude of the currents of the phases of the supply network known in accordance with [L.1] of the transformer unit: figa - with an asymmetric load (left and right), figb - with a symmetrical load.
Трансформаторный агрегат с регулированием напряжения для электрифицированных железных дорог переменного тока содержит трехфазный тяговый трансформатор 1.A voltage-controlled transformer unit for electrified AC railways comprises a three-phase traction transformer 1.
Первичная обмотка 2 трехфазного тягового трансформатора 1 соединена в звезду.The primary winding 2 of the three-phase traction transformer 1 is connected to a star.
Вторичная обмотка 3 имеет две фазы: 4 и 5 с концами 6 и 7 и началами 8 и 9 соответственно: т.е. фаза 4 имеет конец 6 и начало 8, а фаза 5 - конец 7 и начало 9.Secondary winding 3 has two phases: 4 and 5 with
Конец 6 фазы 4 вторичной обмотки 3 соединен с концом 7 фазы 5 вторичной обмотки 3, образуя общую точку 10, подключенную к тяговому рельсу 11.The
Трансформаторный агрегат содержит также два вольтодобавочных трансформатора 12 и 13, имеющих вторичные обмотки, соответственно: вольтодобавочный трансформатор 12 - вторичную обмотку 14, вольтодобавочный трансформатор 13 - вторичную обмотку 15. Вторичные обмотки 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 соответственно имеют начала и концы: вторичная обмотка 14 имеет начало 16 и конец 17, вторичная обмотка 15 имеет начало 18 и конец 19.The transformer unit also contains two
Концы 17 и 19 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к началам 8 и 9 соответствующих фаз 4 и 5 вторичной обмотки 3 трехфазного тягового трансформатора 1. В частности, конец 17 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключен к началу 8 обмотки фазы 4 вторичной обмотки 3 трехфазного тягового трансформатора 1; конец 19 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключен к началу 9 обмотки фазы 5 вторичной обмотки 3 трехфазного тягового трансформатора 1. Начала 16 и 18 вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 подключены к соответствующей секции контактной сети. В частности, начало 16 вторичной обмотки 14 вольтодобавочного трансформатора 12 подключено к секции 20 контактной сети; начало 18 вторичной обмотки 15 вольтодобавочного трансформатора 13 подключено к секции 21 контактной сети.The ends 17 and 19 of the
Устройства 22 и 23 регулирования напряжения вторичных обмоток 14 и 15 вольтодобавочных трансформаторов 12 и 13 включены таким образом, чтобы обеспечить изменение чисел витков вторичных обмоток этих трансформаторов.The voltage regulation devices 22 and 23 of the
Из представленных на фиг.2 и 3 зависимостей величин токов фаз трехфазной питающей сети от значений токов нагрузки в контактной сети следует, что за счет подключения вольтодобавочных трансформаторов к фазам «АВ» и «ВС» трехфазной питающей сети происходит дополнительная токовая загруженность фазы «В» питающей сети и, соответственно, более равномерная токовая нагрузка фаз питающей сети. Так, при симметричной одинаковой нагрузке в секциях 20 и 21 (фиг.1) контактной сети ток в фазе «В» питающей сети меньше токов в фазах «А» и «С» в схеме питания контактной сети от трехфазного тягового трансформатора по [Л.1] в 2,37 раза, а в заявляемом трансформаторном агрегате - в 1,56 раза. При несимметричной нагрузке (наличие тока нагрузки в одной секции и отсутствие в другой) токи фаз питающей сети отличаются практически одинаково, соответственно в 2,5 и 2,9 раза.From the dependences of the phase currents of the three-phase supply network on the values of the load currents in the contact network presented in FIGS. 2 and 3, it follows that by connecting the boost boost transformers to the phases “AB” and “BC” of the three-phase supply network, an additional current load of phase “B” occurs supply network and, accordingly, a more uniform current load of the phases of the supply network. So, with a symmetrical identical load in
Введение в трансформаторный агрегат двух вольтодобавочных трансформаторов с подключением их вторичных обмоток последовательно и согласно к вторичным обмоткам трехфазного тягового трансформатора обеспечивает суммирование напряжений вторичных обмоток трехфазного тягового трансформатора и вольтодобавочных трансформаторов и, соответственно, повышение напряжения в контактной сети до 57 В против 47 В в трансформаторном агрегате в соответствии с [Л.1], и в случае равенства получаемой из системы мощности порядка 2580 Вт приведет к уменьшению тока с 52 А до 40,8 А, т.е. на 21%. Снижение в контактной сети тока приведет, в свою очередь, к снижению в ней потерь электрической энергии. Кроме того, исключение одной из фаз вторичной обмотки трехфазного тягового трансформатора позволит существенно снизить затраты на производство трансформаторного агрегата.The introduction into the transformer unit of two booster transformers with the connection of their secondary windings in series and in accordance with the secondary windings of a three-phase traction transformer provides a summation of the voltages of the secondary windings of the three-phase traction transformer and booster transformers and, accordingly, a voltage increase in the contact network to 57 V against 47 V in the transformer unit in accordance with [L.1], and in case of equality of the power received from the system of the order of 2580 W, it will lead to a decrease eye from 52 A to 40.8 A, i.e. by 21%. A decrease in the contact current network will, in turn, lead to a reduction in the loss of electric energy in it. In addition, the exclusion of one of the phases of the secondary winding of a three-phase traction transformer will significantly reduce the cost of manufacturing a transformer unit.
Таким образом, заявляемое решение обеспечит:Thus, the claimed solution will provide:
- повышение напряжения в контактной сети;- voltage increase in the contact network;
- снижение токов нагрузки и потерь электрической энергии в тяговой сети при постоянстве потребляемой мощности;- reduction of load currents and losses of electric energy in the traction network with constant power consumption;
- улучшение симметрирования фазных токов.- improving the symmetry of phase currents.
В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. Изготовлен и испытан опытный образец трансформаторного агрегата. Результаты испытаний подтвердили работоспособность трансформаторного агрегата и широкие возможности его практического применения в будущем. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению промышленного образца трансформаторного агрегата.In accordance with the claimed decision, technical documentation has been developed. A prototype transformer unit was manufactured and tested. The test results confirmed the operability of the transformer unit and the wide possibilities of its practical application in the future. Currently, work is underway on the manufacture of an industrial design of a transformer unit.
ЛитератураLiterature
1. К.Г.Марквардт. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Москва. «Транспорт», 1982 г., с.с.25-29; 245-248.1. K.G. Marquardt. Power supply of electrified railways. Moscow. "Transport", 1982, pp. 25-29; 245-248.
2. А.С.Аватков. Электрификация железных дорог на однофазном токе промышленной частоты. Москва. Трансжелдориздат, 1958 г., с.218, рис.202.2. A.S. Avatkov. Electrification of railways on a single-phase current of industrial frequency. Moscow. Transzheldorizdat, 1958, p. 218, Fig. 202.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114316/09A RU2295793C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114316/09A RU2295793C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005114316A RU2005114316A (en) | 2006-11-20 |
| RU2295793C2 true RU2295793C2 (en) | 2007-03-20 |
Family
ID=37501758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114316/09A RU2295793C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2295793C2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2321154C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-03-27 | Борис Алексеевич Аржанников | Transformer machine for alternating current electric railroads |
| RU2321093C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-03-27 | Борис Алексеевич Аржанников | Ac transformer set for electrified railways |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1056394A1 (en) * | 1982-04-06 | 1983-11-23 | Ленинградский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова | Device for adjusting three-phase voltage |
| SU1636832A1 (en) * | 1987-10-14 | 1991-03-23 | Комсомольский-на-Амуре политехнический институт | Device for stabilizing three phase ac voltage |
| RU2052845C1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-01-20 | Климаш Владимир Степанович | Device for pulse regulation of three-phase voltage |
| RU2188491C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-08-27 | Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет | System of automatic compensation for deviation of voltage at transformer substation with amplitude-pulse control |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114316/09A patent/RU2295793C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1056394A1 (en) * | 1982-04-06 | 1983-11-23 | Ленинградский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова | Device for adjusting three-phase voltage |
| SU1636832A1 (en) * | 1987-10-14 | 1991-03-23 | Комсомольский-на-Амуре политехнический институт | Device for stabilizing three phase ac voltage |
| RU2052845C1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-01-20 | Климаш Владимир Степанович | Device for pulse regulation of three-phase voltage |
| RU2188491C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-08-27 | Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет | System of automatic compensation for deviation of voltage at transformer substation with amplitude-pulse control |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АВАТКОВ А.С. Электрификация железных дорог на однофазном токе промышленной частоты. - М.: Трансжелдориздат, 1958, с.218 рис.202. * |
| МАРКВАРДТ К.Т. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М.: Транспорт, 1982, с.25-29, 245-248. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005114316A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8009443B2 (en) | DC/DC converter and AC/DC converter | |
| US20140160811A1 (en) | Railway power conditioner for co-phase traction supply system | |
| RU2321133C1 (en) | Balancing three-phased to one-phased voltage transformer | |
| RU2295793C2 (en) | Adjustable-voltage transformer unit for ac electrified railway transport | |
| EP3072227B1 (en) | Ac/dc converter with neutral voltage lift capacitor | |
| RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
| RU2321093C1 (en) | Ac transformer set for electrified railways | |
| CN102568795B (en) | Three-phase to two-phase balance transformer | |
| RU63137U1 (en) | TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS | |
| CN109326430A (en) | Step-up autotransformer and AC-DC converter incorporating such an autotransformer | |
| RU2374715C1 (en) | Balance-to-unbalance traction-feeding transformer | |
| RU139884U1 (en) | AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM | |
| RU94756U1 (en) | TRACTION TRANSFORMER | |
| RU2026210C1 (en) | Power supply device for ac railways and regional non-traction consumers | |
| SU1377930A1 (en) | Tractive transformer for a.c. electrified railroad | |
| RU47152U1 (en) | TRANSFORMER UNIT WITH VOLTAGE REGULATION FOR ELECTRICATED AC RAILWAYS | |
| KR102589807B1 (en) | Transformer with Auxiliary Winding | |
| Demidova et al. | Optimal Selection of High-Frequency Solid-State Transformer Topology for Dual Active Bridge Applications | |
| RU2677224C1 (en) | Three-phase reactive autotransformer | |
| RU2224316C2 (en) | Transformer with balancing effect for a c traction substation | |
| CN108450038B (en) | Filter circuit for neutral conductor current compensation in energy networks | |
| RU2137237C1 (en) | Three-phase high-voltage transformer with voltage control for supply of 12-phase rectifier-inverter aggregate | |
| RU2487456C1 (en) | Four-phase converter | |
| SU1335491A1 (en) | Traction transformer of a.c.electric railways | |
| RU2321092C1 (en) | Adjustable-voltage ac transformer set for electrified railways |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070512 |